科技日报记者 宋迎迎
5月15日,记者从青岛农业大学动物科技学院获悉,该院赵明辉博士团队成功克隆的两只幼犬健康存活,已于近日完成疫苗接种和保育流程。它们于今年2月诞生,在其克隆过程中人工智能(AI)技术发挥了关键作用。
据赵明辉博士介绍,团队通过把AI视觉识别技术与显微操作技术融合,成功将卵母细胞细胞核位置的特征信息提取出来并用于机器学习,最终得到能够成功预测犬卵母细胞细胞核位置的人工视觉模型。实验证实,该模型可在数十毫秒内完成卵母细胞细胞核的位置预测。
“我们将模型与虚拟现实技术结合,把预测的细胞核位置投射到显微镜目镜上,方便操作人员更精准地进行卵母细胞去核操作。”赵明辉说,这一技术方法大幅降低了操作人员的劳动强度,提高了犬科动物的克隆效率。
一直以来,犬类克隆被认为是体细胞克隆方面的技术高地。以往,犬类克隆一直依赖体内成熟的卵子,且犬科动物缺少高效同期发情和体外成熟体系,可用的卵子数量较少,导致犬类体细胞克隆效率降低。此外,犬科动物细胞质中脂肪较多,细胞质呈黑色,细胞核不可见,导致细胞核去除效率低,进一步限制了克隆犬的生产效率和技术推广。
此次克隆,研究团队共制备体细胞核移植胚胎67枚,分别移植到6只受体犬中,3只受体犬成功妊娠,最终2只幼犬顺利诞生。相较于国际上其他团队平均每活产一只幼崽需移植50—60枚胚胎的情况,此次实践大幅提升了工作效率。
赵明辉团队长期致力于哺乳动物体细胞克隆研究。自2016年首次成功实现犬体细胞克隆以来,该团队先后开发出高效的犬早期胚胎体外培养体系、犬排卵预测方法、猫科动物无创胚胎移植技术、猫基因编辑技术等胚胎操作基本技术方法,成功实现猫、猪体细胞克隆全流程“国产化”。这些方法成为犬、猫体细胞克隆技术平台的重要组成部分,也为其他犬体细胞克隆团队提供了技术参考。